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目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 2 設計任務 2 3 沖壓件的工藝性分析 3 3 1 工件材料 3 3 2 工件結構形狀 3 3 3 工件尺寸精度 3 4 沖裁工藝方案 3 5 主要工藝計算 4 5 1 排樣設計 4 5 1 1 毛坯形狀與尺寸的確定 4 5 1 2 選定排樣類型和方式 4 5 1 3 確定撘邊值 5 5 1 4 選定材料的規(guī)格和裁板方案 5 5 1 5 繪制排樣并標注必要的尺寸 5 5 2 沖壓工藝力的計算 6 5 2 1 選沖裁力的計算 6 5 2 2 卸料力 推件力和頂件力的計算 6 5 3 壓力中心的計算 6 5 4 模具刃口尺寸的計算 7 5 5 工件零件的結構設計及標準選用 9 5 5 1 凸模的結構形式及固定方式 9 5 5 1 1 標準圓凸模的結構形狀及固定 9 5 5 1 2 非圓形凸模的結構形狀及固定 9 5 5 1 3 凸模的尺寸的確定 9 5 5 2 凹模的結構設計及標準選用 10 5 5 2 1 凹模的結構形狀及固定 10 5 5 2 2 凹模的刃口形狀 10 5 5 2 3 凹模的外形設計 11 5 5 3 凸凹模的設計 12 5 6 模具總體設計 12 5 7 定位件的設計與標準選用 13 5 8 壓料 卸料零件的設計與標準選用 15 5 9 導向零件的設計與標準選用 16 5 10 連接與固定零件的設計與標準選用 17 6 設備的選擇 19 6 1 設備選擇 19 6 2 設備驗收 19 7 制定模具零件加工工藝過程 20 8 總裝圖 23 結束語 24 參考文獻 25 致謝 26 摘要 本設計題目是 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 體現(xiàn)了板類沖壓零件的設計 的要求 內容及方向 有非常重要的設計意義 通過這該零件模具的設計 進 一步鞏固了本人對沖壓模具設計的知識 為設計更復雜的沖壓模具做好了準備 并吸取了更豐富的經驗 此設計運用沖壓工藝及模具設計的基礎知識 首先分析了工件的工藝性及 模具成型結構對制造質量影響 介紹了 CC1026S 側板沖孔切頭模設計時要注意 的要點 通過對工件進行工藝分析 可確定制作的成型加工用一套復合模即可 從控制工件的尺寸的精度出發(fā) 對 CC1026S 側板沖孔切頭模具的各主要尺寸進 行了理論計算 以確定各工作零件的尺寸 從模具設計到零件的加工工藝及裝 配工藝等進行詳細的闡述 并應用 CAD 軟件進行各重要零件的設計 應用 Pro E 軟件進行該模具三維構造 關鍵字 側板 復合模 工藝分析 I Abstract This design topic is CC1026S lateral plate punching cutting head die design embodies the requirements of the design of the plate type of stamping parts the content and direction there is a very important significance of design mould design through which the parts to further consolidate my knowledge of stamping die design ready for design more complex stamping die and learned more wealth of experience This design using the basic knowledge of stamping process and die design firstly analyzes the technology of workpieces and molding structure impact on manufacturing quality CC1026S side plate punching are introduced when cutting head die design should pay attention to the main points through the study of the technology analysis of workpiece processing can be determined from a set of compound die Starting from the control precision of the size of the workpiece the CC1026S lateral plate punching and cutting head mould has carried on the theoretical calculation of the main size to determine the size of the working parts from the mold design to the parts processing and assembly process and so on carries on the detailed elaboration and apply the CAD software for the design of the important parts application of Pro E software to the mold 3 d structure Key words Side panel Composite mould Process analysis 2 1 緒論 沖壓作為一種重要的現(xiàn)代工業(yè)處理方法 用于生產各種板金件 有許多獨特的 優(yōu)點 其成形零件重量輕 剛度大 強度高 兼容性好 成本低 生產過程很容 易實現(xiàn)自動化 生產效率高等優(yōu)勢 與其他加工方法相比是一種無法替代的先進制 造技術 擁有強大競爭力的制造 廣泛應用于汽車 能源 機械 信息 航空航天 國防工業(yè)和日常生活的生產 吸收的力學 數(shù)學 金屬材料科學 機械科學 計算機技術和控制知識 形成了沖壓成形的基本理論 沖壓產品 CC1026S側板沖孔切頭模設計側板沖孔切頭模設計畢業(yè)答辯畢業(yè)答辯姓名姓名:蔣冬冬蔣冬冬學號學號:20101149班級班級:機制機制1004班班導師導師:曾一凡曾一凡主要內容主要內容設計任務設計任務沖壓件工藝分析沖壓件工藝分析沖裁工藝方案沖裁工藝方案模具總體設計模具總體設計主要工作零件圖主要工作零件圖總裝圖總裝圖123456設計任務設計任務設計一套能夠沖出設計一套能夠沖出沖壓件的工藝分析沖壓件的工藝分析1）工件材料工件材料Q235是常用沖壓材料，具有良好的塑性，屈服極是常用沖壓材料，具有良好的塑性，屈服極限為限為235MPa,適合沖裁加工。適合沖裁加工。2）工件結構形狀工件結構形狀 工件結構形狀相對簡單，有八個圓孔，孔與邊緣之間的工件結構形狀相對簡單，有八個圓孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，料厚為距離滿足要求，料厚為2mm滿足許用壁厚要求（孔與孔之滿足許用壁厚要求（孔與孔之間、孔與邊緣之間的壁厚），可以沖裁加工間、孔與邊緣之間的壁厚），可以沖裁加工3）工件尺寸精度工件尺寸精度 根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，采用較低，采用IT14級精度，普通沖裁完全可以滿足要求。級精度，普通沖裁完全可以滿足要求。綜上所述，綜上所述，該零件沖裁工藝性較好，該零件沖裁工藝性較好，適合適合裁加工。裁加工。沖裁工藝方案沖裁工藝方案該工件包括切邊和沖孔兩道工序，其加工工藝方案分為以下該工件包括切邊和沖孔兩道工序，其加工工藝方案分為以下3種：種：1.方案一：單工序模生產，先沖孔，后切邊；方案一：單工序模生產，先沖孔，后切邊；2.方案二：級進模生產，沖孔方案二：級進模生產，沖孔-切邊級進模切邊級進模沖沖壓；壓；3.方案三：復合模生產，沖孔方案三：復合模生產，沖孔-切邊復合模沖壓。切邊復合模沖壓。由于是大量生產，因此方案一不滿足生產效率要求，方案二由于是大量生產，因此方案一不滿足生產效率要求，方案二和方案三都具有較高的生產效率，雖然方案二比方案三操作和方案三都具有較高的生產效率，雖然方案二比方案三操作方便，但方案三能得到較高的精度，且由于被沖板料較薄，方便，但方案三能得到較高的精度，且由于被沖板料較薄，因此選用方案三，即采用復合沖壓。因此選用方案三，即采用復合沖壓。模具總體設計模具總體設計1.模具類型的確定模具類型的確定 考慮操作的方便與安全性，選用倒裝復合?？紤]操作的方便與安全性，選用倒裝復合模2.模具零件結構形式的確定模具零件結構形式的確定 1）送料及定位方式）送料及定位方式 采用手工送料，導料銷導料，擋料銷擋料。采用手工送料，導料銷導料，擋料銷擋料。2）卸料與出件方式。）卸料與出件方式。采用彈性卸料裝置卸料，剛性推件裝置推件。采用彈性卸料裝置卸料，剛性推件裝置推件。3）選用后側導柱導向的滑動導向模架。）選用后側導柱導向的滑動導向模架。主要工作零件圖主要工作零件圖1）凹模）凹模凹模有整體式、組合式和鑲塊式，整體式凹模是普通沖裁凹模有整體式、組合式和鑲塊式，整體式凹模是普通沖裁最常用的結構形式，優(yōu)點是模具結構簡單，強度較好，裝最常用的結構形式，優(yōu)點是模具結構簡單，強度較好，裝配比較容易、方便。配比較容易、方便。主要工作零件圖主要工作零件圖2）凸模）凸模 凸模的長度應根據(jù)模具的具體凸模的長度應根據(jù)模具的具體結構，并考慮修磨、固定板和結構，并考慮修磨、固定板和卸料板之間的安全距離、裝備卸料板之間的安全距離、裝備等的需要來確定等的需要來確定主要工作零件圖主要工作零件圖3）凸凹模）凸凹模 凸凹模是復合模中同是具有落料凸模和沖孔凹模作用的凸凹模是復合模中同是具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件，他的內外邊緣均為刃口，其形狀和尺寸取決于工作零件，他的內外邊緣均為刃口，其形狀和尺寸取決于所沖裁件的形狀和尺寸。所沖裁件的形狀和尺寸?？傃b圖總裝圖江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本 科 畢 業(yè) 論 文 設 計 題目 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 學 院 工學院 姓 名 蔣冬冬 學 號 20101149 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 機制 1004 班 指導教師 曾一凡 職 稱 副教授 二 0 一 四 年 五 月 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒論 1 2 設計任務 2 3 沖壓件的工藝性分析 3 3 1 工件材料 3 3 2 工件結構形狀 3 3 3 工件尺寸精度 3 4 沖裁工藝方案 3 5 主要工藝計算 4 5 1 排樣設計 4 5 1 1 毛坯形狀與尺寸的確定 4 5 1 2 選定排樣類型和方式 4 5 1 3 確定撘邊值 5 5 1 4 選定材料的規(guī)格和裁板方案 5 5 1 5 繪制排樣并標注必要的尺寸 5 5 2 沖壓工藝力的計算 6 5 2 1 選沖裁力的計算 6 5 2 2 卸料力 推件力和頂件力的計算 6 5 3 壓力中心的計算 6 5 4 模具刃口尺寸的計算 7 5 5 工件零件的結構設計及標準選用 9 5 5 1 凸模的結構形式及固定方式 9 5 5 1 1 標準圓凸模的結構形狀及固定 9 5 5 1 2 非圓形凸模的結構形狀及固定 9 5 5 1 3 凸模的尺寸的確定 9 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 5 5 2 凹模的結構設計及標準選用 10 5 5 2 1 凹模的結構形狀及固定 10 5 5 2 2 凹模的刃口形狀 10 5 5 2 3 凹模的外形設計 11 5 5 3 凸凹模的設計 12 5 6 模具總體設計 12 5 7 定位件的設計與標準選用 13 5 8 壓料 卸料零件的設計與標準選用 15 5 9 導向零件的設計與標準選用 16 5 10 連接與固定零件的設計與標準選用 17 6 設備的選擇 19 6 1 設備選擇 19 6 2 設備驗收 19 7 制定模具零件加工工藝過程 20 8 總裝圖 23 結束語 24 參考文獻 25 致謝 26 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 摘要 本設計題目是 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 體現(xiàn)了板類沖壓零件的設計 的要求 內容及方向 有非常重要的設計意義 通過這該零件模具的設計 進 一步鞏固了本人對沖壓模具設計的知識 為設計更復雜的沖壓模具做好了準備 并吸取了更豐富的經驗 此設計運用沖壓工藝及模具設計的基礎知識 首先分析了工件的工藝性及 模具成型結構對制造質量影響 介紹了 CC1026S 側板沖孔切頭模設計時要注意 的要點 通過對工件進行工藝分析 可確定制作的成型加工用一套復合模即可 從控制工件的尺寸的精度出發(fā) 對 CC1026S 側板沖孔切頭模具的各主要尺寸進 行了理論計算 以確定各工作零件的尺寸 從模具設計到零件的加工工藝及裝 配工藝等進行詳細的闡述 并應用 CAD 軟件進行各重要零件的設計 應用 Pro E 軟件進行該模具三維構造 關鍵字 側板 復合模 工藝分析 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 I Abstract This design topic is CC1026S lateral plate punching cutting head die design embodies the requirements of the design of the plate type of stamping parts the content and direction there is a very important significance of design mould design through which the parts to further consolidate my knowledge of stamping die design ready for design more complex stamping die and learned more wealth of experience This design using the basic knowledge of stamping process and die design firstly analyzes the technology of workpieces and molding structure impact on manufacturing quality CC1026S side plate punching are introduced when cutting head die design should pay attention to the main points through the study of the technology analysis of workpiece processing can be determined from a set of compound die Starting from the control precision of the size of the workpiece the CC1026S lateral plate punching and cutting head mould has carried on the theoretical calculation of the main size to determine the size of the working parts from the mold design to the parts processing and assembly process and so on carries on the detailed elaboration and apply the CAD software for the design of the important parts application of Pro E software to the mold 3 d structure Key words Side panel Composite mould Process analysis 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 0 1 緒論 沖壓作為一種重要的現(xiàn)代工業(yè)處理方法 用于生產各種板金件 有許多獨特的 優(yōu)點 其成形零件重量輕 剛度大 強度高 兼容性好 成本低 生產過程很容 易實現(xiàn)自動化 生產效率高等優(yōu)勢 與其他加工方法相比是一種無法替代的先進制 造技術 擁有強大競爭力的制造 廣泛應用于汽車 能源 機械 信息 航空航天 國防工業(yè)和日常生活的生產 吸收的力學 數(shù)學 金屬材料科學 機械科學 計算機技術和控制知識 形成了沖壓成形的基本理論 沖壓產品 以模具為中心 結合現(xiàn)代先進技術的應用 在產品的巨大市場需求刺激和推動下沖壓技術在國民 經濟發(fā)展 實現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平發(fā)揮著越來越重要的作用 幾十年來 沖壓技術的快速發(fā)展 它不僅反映在許多新技術和新技術的廣泛使 用 例如 紡絲成形 軟模成形 高能成形 如什么是更重要的是理解的沖壓技術 和碩士學位有一個質的飛躍 大型現(xiàn)代沖壓生產繼續(xù)經營的制造方式 由于高新 技術的參與和介入 沖壓生產方式從早期的手工操作逐漸演化成一個完整的制造 生產過程實現(xiàn)機械化 自動化 并逐漸向智能化 一體化的方向發(fā)展 自動沖壓 操作 體現(xiàn)的優(yōu)勢 安全 效率高 節(jié)省材料 沖壓生產的發(fā)展方向 實現(xiàn)自動化 生產使沖壓制造有飛躍的概念的本質 結合現(xiàn)代科技和現(xiàn)代管理信息系統(tǒng)信息 系統(tǒng) 沖壓的三個方面的結合 形成現(xiàn)代新的生產模式 CIMS 計算機集成制造系 統(tǒng) 計算機集成制造系統(tǒng) 產品概念形成 設計 開發(fā) 生產 銷售和售后服務 的全過程使用技術 如計算機 沖壓行業(yè)將帶來更好的經濟效益 使現(xiàn)代沖壓技術 提升到一個新的高度 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 1 2 設計任務 任務描述 工件名稱 CC1026S 側板 工件簡圖 如下圖 圖 2 1 工件圖 生產綱領 大量生產 材料 Q235 材料厚度 2mm 要求 1 完成總裝配圖 圖紙符合國家制圖標準 2 繪制工程圖 圖紙符合國家制圖標準 3 編寫設計說明書 A4 紙打印 4 三維建模 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 2 3 沖壓件的工藝性分析 3 1 工件材料 由設計任務書可知 材料為 Q235 鋼 具有良好的沖壓性能 同時它的焊 接性能優(yōu)良 適合于制造各種焊接結構 適合沖裁 3 2 工件結構形狀 工件結構形狀相對簡單 有八個圓孔 孔與邊緣之間的距離滿足要求 料厚 為 2mm 滿足許用壁厚要求 可以沖裁加工 3 3 工件尺寸精度 根據(jù)圖上所注尺寸 工件要求不高 尺寸精度要求較低 采用 IT14 級精度 普通沖裁完全可以滿足要求 根據(jù)以上分析 該零件沖裁工藝性較好 適合沖裁加工 4 沖裁工藝方案 該工件包括切邊和沖孔兩道工序 其加工工藝方案分為以下 3 種 1 方案一 單工序模生產 先沖孔 后切邊 2 方案二 級進模生產 沖孔切邊級進模沖壓 3 方案三 復合模生產 沖孔切邊復合模沖壓 各模具結構特點如下 模具種類 單工序模 級進模 復合模 零件公差等級 低 可達 IT13 IT10 級 可達 IT10 IT18 級 零件特點 中小型尺寸厚度 較厚 小零件厚度 0 2 6mm 可加工復 雜零件 如寬度極小 的異形件 形狀與尺寸受模具 結構 與強度限制 尺寸可以 較大 厚 度可達 3mm 生成效率 低 工序間自動送料 可 以自動排除制件 生 沖件被頂?shù)侥＞吖?作表 面上 必須手 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 3 產效率高 動或機械排除 生 產效率較低 安全性 不安全 采取安 全措施 比較安全 不安全 采取安全 措施 模具制造量和成 本 低 沖裁簡單的比復合模 低 沖裁復雜的比級進 模低 適合場所 精度要求低 小 批量 大批量小型沖壓件 形狀復雜 精度要 求高 大批量 根據(jù)分析結合表分析 方案一結構簡單 周期短 制造簡單 但需要兩副模具 成本高而生產效率低 難以滿足大批量生產的要求 方案二只需一副模具 生產效率高 操作方便 精度也能滿足要求 模具制造 工作量和成本在沖裁簡單的零件時比復合模低 方案三只需一副模具 制件精度和生產效率都較高 且工件最小壁厚大于凸凹 模許用最小壁厚模具強度也能滿足要求 沖裁件的內孔與邊緣的相對位置精度 較高 板料的定位精度比方案二低 模具輪廓尺寸較小 綜上所述 方案三為最佳 5 主要的工藝計算 5 1 排樣設計 5 1 1 毛坯形狀與尺寸的確定 沖裁件不需要確定毛坯的形狀和尺寸 5 1 2 選定排樣的類型和方式 不同的排樣方式之所以會導致不同的材料利用率 是因為產生廢料的多 少不同 因此排樣可以根據(jù)廢料的多少進行分類 分成三類 有廢料排樣 少 廢料排樣 無廢料排樣 綜合精度 模具壽命 利用率這三者 選用少廢料排 樣 根據(jù)沖壓件的特征 選用直排的形式來沖壓 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 4 5 1 3 確定撘邊值 進而確定料寬和進距 撘邊可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉入模具間隙 從而提高模具壽 命 盡管撘邊是廢料 從提高材料的利用率的角度希望該值越小越好 但其值 大小對沖裁過程及沖裁件質量有很大的影響 而且收到材料力學性能 材料厚 度 沖裁件的形狀與尺寸 送料及擋料方式 卸料方式等多方面因素的影響 通常材料越硬 料厚越小 外形越簡單且過度圓角越大 手工送料且采用側壓 裝置 側刃定距 彈性卸料時 撘邊值可以相對取小 撘邊值應在保證其作用 的前提下盡量取最小值 然后再根據(jù)排樣類型 取撘邊值為 2 5mm 無側撘邊 進距的確定 進距 S 526 2 5 528 5mm 料寬的確定 無側撘邊 即料寬為 92 5mm 5 1 4 選定原材料的規(guī)格和裁板方案 計算材料的利用率 選用的板料規(guī)格是 1250mm X 2500mm 裁板方案 裁寬度為 92 5mm 的條料 27 條 每條條料可沖 2 件 總共可裁 54 件 一個步距內材料利用率 10 BSA 5 476 5 94 275 936 A m 8 5 2 9610 BS 考慮料頭 料尾和余邊的材料耗能 則一張板料上總的材料利用率 的總 計算公式為 9 735012 47 LNA總 5 1 5 繪制排樣圖并標注必要的尺寸 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 5 圖 5 1 排樣圖 5 2 沖壓工藝力的計算 沖裁過程中的主要工藝力有沖裁力 卸料力 推件力 和頂件力 5 2 1 沖裁力的計算 bKLF t 材料 Q235 板厚為 2mm 抗剪強度為 310MPa m2059275 NLb163053 1t 5 2 2 卸料力 推件力和頂件力的計算 n 取 8 取 0 05506 91465230 2785 8 取 取 頂頂頂 推推 卸卸卸 KNFKn 推K 5 3 壓力中心的計算 多凸模沖壓時模具壓力中心的計算 確定多凸模模具的壓力中心 首先應 計算各單凸模的壓力中心 根據(jù)力矩平衡原理 可知壓力中心的坐標 的計算公式為 cxy nc LLxx 21 ncLx 21 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 6 圖 5 2 壓力中心圖 帶入數(shù)據(jù)計算得 263cx 46 25y 最終算得沖壓中心位于點 O 263 546 25 5 4 模具刃口尺寸的計算 5 4 1 凸 凹模人口尺寸的計算原則 落料時 選凹模作為基準 首先設計凹模人口尺寸 間隙通過減小凹模 人口尺寸得到 沖孔時 選凸模作為基準 首先設計凸模人口尺寸 間隙通過增大凹模 人口尺寸得到 取磨損后尺寸增大的基準模刃口尺寸等于或接近于工件的最小極限尺寸 取磨損后尺寸減小懂得基準模人口尺寸等于或接近于工件的最大極限尺寸 對 磨損前后尺寸不發(fā)生變化的刃口尺寸取其等于工件的尺寸 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 7 工件尺寸公差與沖模人口尺寸的制造公差原則上按 入體 原則標注為單 向偏差 即落料件和凸模人口尺寸標注成單向偏差 沖孔件和凹模刃口尺寸標 注成單向正偏差 磨損后無變化的尺寸 一般標注正負偏差 5 4 2 刃口尺寸計算方法 刃口尺寸的計算方法與模具的加工方法有關 模具加工方法通常有分別 加工法和配合加工法兩種 本次設計中選用分別加工法 5 4 2 1 落料時 以凹模為基準 由于形狀規(guī)則 采用加工法加工其模具 查 沖壓工藝與模具設計 表 3 19 和表 3 20 得 tc 10 7 mc2 0 1max 查 沖壓工藝與模具設計 表 3 25 得凸 凹模的制造偏差分別為 04 dp 查 沖壓工藝與模具 設計 表 3 24 得磨損系數(shù)為 mc14 027min 5 x 由 沖壓工藝與模具設計 表 3 23 所列公式計算得 xDdd 02 02 0 864185 42 mcpp 014 0 min 561 由于 30 md c12 422minax 即 故模具精度合適 idp 5 4 2 2 沖孔 以凸模為基準 因孔形簡單 選用分別加工法加工其模具 查 沖壓工藝與模具設計 表 3 25 得 mdp017 012 查 沖壓工藝與模具設計 表 3 24 得 5x 由 沖壓工藝與模具設計 表 3 23 所列公式計算得 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 8 mxdpp 012 012 0 75875 8 cd 7 0 00min 342 由于 9 1 mdp c122minax 即 故模具精度合適 ia2dp 5 5 工作零件的結構設計及標準選用 5 5 1 凸模的結構形式及固定方法 5 5 1 1 標準圓凸模的結構形式及固定方法 選用圓柱頭縮桿圓凸模 由于凸模的徑向尺寸較小 因此需要采用凸模 固定板固定 凸模以直徑為 D 的圓柱面與固定板采用 H7 m5 或者 H7 n5 的過渡 配合 并通過臺階 壓緊在固定板的臺階孔上 防止凸模被拉出 其他標準結構的1 圓凸模參照相關標準選用 5 5 1 2 非圓形凸模的結構形式及固定方法 實際生產中廣泛應用的是非圓形凸模 非圓形凸模的結構形式主要有兩種 臺階式結構和直通式結構 凡是截面為非圓形額凸模 如果采用臺階式結構 其固定部分應盡量簡化成簡單形狀的幾何截面 只要工作部分截面是非圓形的 而固定的部分是圓形的 采用壓入式固定到固定板時 都必須在固定端接縫處 加止轉銷 此設計中采用臺階式的結構 5 5 1 3 凸模尺寸的確定 凸模長度尺寸應根據(jù)模具的具體結構 并考慮修磨 固定板與卸料板之間 的安全距離 裝配等的需要來確定 凸模的長度 mhtL6521521 附 加 5 5 1 4 凸模的強度校核 在一般的情況下 凸模的強度和剛度是足夠的 無需進行強度校核 在對 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 9 特別細長的凸?；蛲鼓５慕孛娉叽绾苄《鴽_裁的板料厚度較厚時 則必須進行 承壓 能力和抗縱彎能力的校核 其目的是檢查其凸模的危險斷面尺寸和自由長度是 否滿足要求 以防止凸?？v向失穩(wěn)和折斷 截面圓形 截面非圓形 壓 btd4 壓 Fd 凸模如圖 5 3 所示 圖 5 3 凸模 5 5 2 凹模結構設計及標準選用 5 5 2 1 凹模的結構形式及固定方式 凹模有整體式 組合式和鑲塊式三種 整體式凹模是普通沖裁模最常用的 結構形式 優(yōu)點是模具結構簡單 強度較好 裝配比較容易 方便 缺點是一 旦刃口局部磨損或損壞就需要整體更換 同時由于凹模的非工作部分也采用模 具鋼 所以制造成本較高 這種結構只用于中小型沖壓件的模具 5 5 2 2 凹模的刃口形式 凹模的刃口形式主要有三種結構 直壁刃口并有帶斜度的漏料孔 這種結 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 10 構的刃口輕度較高 修模后刃口尺寸不變 漏料孔由于帶有斜度 有利于漏料 斜壁刃口強度不如直壁刃口高 刃口修模后尺寸發(fā)生變化 但刃口內不容易聚 廢料 隨著電火花線切割技術在模具制造上的大量使用 這兩種刃口結構的凹 模目前使用得非常普遍 5 5 2 3 凹模的外形設計 凹模的外形設計主要有兩點 設計形狀和設計外形尺寸 標準中規(guī)定凹模 的外形只有兩種形式 矩形和圓形 通常情況下 如果所沖工件的形狀接近于 矩形 則選用矩形凹模 如果所沖工件形狀接近于圓形 則選用圓形凹模 整體式凹模外形尺寸的初步確定通常需要考慮沖件的尺寸 凹模的壁厚 c 可以借助與經驗公式 40 325 1 mHcmKbH 由此得到凹模外形的計算尺寸為 cDBLab2 查表的 mt0 2 0 KmH40 cmH68 645 1 取 則 L24 B0 凹模如圖 5 4 所示 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 11 圖 5 4 凹模 5 5 3 凸凹模的設計 凸凹模是復合模中同事具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件 他的內 外緣均為刃口 其形狀和尺寸完全取決于所沖裁件的形狀和尺寸 從強度方面 考慮 其壁厚應受最小值限制 凸凹模的最小壁厚與模具結構相關 當模具為 正裝結構時 內孔不積存廢料 脹力小 最小壁厚可以小些 凸凹模如圖 5 5 所示 圖 5 5 凸凹模 5 6 模具總體設計 1 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析 采用復合模沖壓 模具類型為復合模 2 定位方式的選擇 沖裁使用的擋料銷 3 卸料 初見方式的選擇 工件厚度為 2mm 且一個坯料需要旋轉完成兩次沖裁成兩件制品 所以 需要手動操縱 卸料方式采用彈性卸料和推料桿同時作用 4 導向方式選擇 導柱 導套安裝在模座的后側 模座承受偏心載荷 導向精度不高 但 是送料方便 適合于一般精度要求的模具 所以選用后側導柱模架 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 12 5 7 定位零件的設計與標準的選用 定位零件的作用是確定送進模具的毛坯咋模具中的正確位置 以保證沖出 合格的零件 送進模具的毛坯通常有兩種 條料和單個毛坯 條料由于是沿著一定的方向 推進 模具的 因此它的定位必須是兩個方 向的 在與送料方向垂直方向上定位 以保證條料沿正確的方向送進 稱為導 料 常用的有導料板 導料銷 在送料前方定位 以控制條料每次送進模具的 距離 稱為擋料 常見的有擋料銷 側刃等 對于塊料或工序件的定位 只需 將其放進模具中預先確定的位置即可 因此通常在模具的相應位置上設置定位 板或定位銷 5 7 1 導料零件 常見的導料零件有導料板 導料銷和側刃裝置 它們的作用是保證條料沿 著正確的方向送進模具 在一副模具中 側壓裝置的數(shù)量和位置視實際需要而定 彈片式和彈片壓 塊式通常為 2 3 個 需要注意的是 板料厚度在 0 3mm 以下的薄板不宜采用側 壓裝置 5 7 2 擋料零件 常見的擋料零件有擋料銷 側刃和導正銷 擋料銷又分為固定擋料銷和活 動擋料銷 活動的擋料銷包括譚頂擋料銷 回帶式擋料銷和始用擋料銷 他們 的作用都是控制條料送進模具的距離 即控制進距的 活動擋料裝置 擋料銷選用 45 鋼 熱處理硬度是 43 48HRC 利用彈片 螺釘及擋料銷 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 13 擋料銷如圖 5 6 所示 圖 5 6 擋料銷 彈片如圖 5 7 所示 圖 5 7 彈片 5 7 3 定位板和定位銷 定位板和定位銷是作為單個坯料或工序件定位用的 定位原理是依據(jù)坯料 或工序件的外形或內孔進行定位的 當所沖坯料的外形比較簡單時一般可采用 外形定位 當所沖坯料的外輪廓較復雜時一般采用內孔定位 定位板如圖 5 8 所示 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 14 圖 5 8 定位塊 定位銷如圖 5 9 所示 圖 5 9 定位銷 5 8 壓料 卸料 送料零件的設計與標準的選用 壓料 卸料 送料零件的作用是壓住板料 卸下 推出制件與廢料 包括 卸料零件 推件零件 頂件零件 廢料切斷口等 5 8 1 卸料零件 卸料零件的作用是卸下箍在凸?；蛲拱寄Ｍ饷娴闹萍驈U料 根據(jù)卸料力 的來源不同 分為剛性卸料裝置和彈性卸料裝置兩種 剛性卸料裝置 僅由一塊板構成 直接利用螺釘和銷釘固定在凹模上 將 卸料板和導料板分開制作 這是沖裁模中的最常用的結構 主要用于條料寬度 較大 的平板的沖裁卸料 剛性卸料裝置的主要作用是卸料 在卸料前并不與板料接 觸 所提供的卸料力是由于剛性撞擊而產生的 因此這種卸料裝置通常在所沖 板料較厚 所需卸料力較大 對制件平面度要求不高的沖裁時的卸料 彈性卸料裝置 結構較剛性卸料裝置復雜 一般由卸料板 彈性元件 彈 簧或者橡膠 和卸料螺釘三個零件組成 彈性卸料裝置通常安裝在上模 也可 以安裝在下模 彈性卸料裝置主要用于薄料 所需卸料力不大 對板的平面度 有要求的沖裁件的卸料 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 15 綜上所述 選用彈性卸料裝置 卸料板 平板卸料板和帶臺階卸料板外形的平面形狀和尺寸一般與凹模一 致 帶臺階卸料板的臺階高度 當安裝的彈性元件過多過大 tHh3 0 1 時 允許將卸料板的平面尺寸加大 材料選用 45 鋼 熱處理硬度 43 48HRC 卸料板如圖 5 10 所示 圖 5 10 卸料板 卸料螺釘 作用是聯(lián)接卸料板并保證卸料板的卸料行程 沖模中使用最多 是圓柱頭內六角卸料螺釘 材料選用 45 鋼 熱處理硬度 43 48HRC 彈性元件 常用的彈性元件是彈簧和橡膠 為標準件 可依據(jù)卸料力的大 小及模具結構 參考有關沖壓手冊進行選用 其中彈簧多選用彈簧絲截面為矩 形的圓柱形螺旋彈簧 選用橡膠 5 9 導向零件的設計與標準的選用 導向零件的作用是保證運動導向和確定上 下模相對位置 目的是使凸模能 正確進入凹模 并盡可能的使凸 凹模周邊間隙均勻 使用最廣泛的導向裝置 是導柱和導套 選用導柱 導套導向 導柱 導套的選用首先應根據(jù)沖裁間隙選擇導向裝置的精度等級和類型 由 已選定的上 下模座上的導套孔和導柱孔的直接確定導套 導柱的直徑 由模 具 的閉合高度確定導套 導柱的長度 導柱 導套材料選用 20Cr 表面滲碳深度 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 16 0 8 1 2mm 硬度 58 62HRC 5 10 連接與固定零件的設計與標準的選用 連接與固定零件的作用是講凸模 凹模固定與上 下模 以及將上 下模 固定在壓力機上 包括模座 模柄 墊板 固定板 螺釘和銷釘?shù)?5 10 1 模座 有上模座和下模座 作用是用于裝配和支承上模或下模所用的零部件 上 下模座與導柱 導套組成標準模架 根據(jù)導柱 導套間的運動關系不同 標準 模分為沖?；瑒訉蚰＜芎蜎_模滾珠導向模架兩種 每種模架按照導柱 導套 安裝位置的不同又分為四種 對角導柱模架 后側導柱模架 中間導柱模架 四導柱模架 根據(jù)此設計的要求選擇后側導柱模架 導柱 導套安裝在模座的 后側 模座承受偏心載荷 導向精度不高 但送料方便 適合于一般精度要求 的模具 5 10 2 模柄 模柄的作用是把模具的上模固定在壓力機滑塊上 通常應用于中小型模具 模柄是標準件 標準模柄依據(jù)其與上模座固定方式的不同有多鐘 模柄的選用 依據(jù)是壓力機模柄孔的直徑 必須使壓力機模柄孔的直徑等于模柄直徑 其中 帶孔的模柄適用于有剛性推件裝置的模具模柄材料采用 45 鋼 選用壓入式模柄 模柄如圖 5 11 所示 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 17 圖 5 11 模柄 5 10 3 固定板 固定板有凸模固定固定板和凹模固定板兩種 作用是安裝并固定小型的凸 模或凹模 并作為一個整體最終安裝在上模座或下模座上 固定板是標準件 分為矩形固定板和圓形固定板兩種 凸模固定板的選用依據(jù)是凹模的外形及尺寸 即固定板的平面尺寸與凹模 相同 厚度一般取凹模厚度的 0 6 0 8 倍 固定板的凸模安裝孔與凸模采用過 渡配合 或者 壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平 固定板材5 7mH 7n 料選用 45 鋼 熱處理硬度 28 32HRC 固定板如圖 5 12 所示 圖 5 12 固定板 5 10 4 墊板 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 18 墊板設在凸 凹模座之間 承受和分散沖壓負荷 防止上 下模座被壓出 凹坑 墊板是標準版 有圓形墊板和矩形墊板 選用依據(jù)是凹模的外形及尺寸 即墊板的平面尺寸與凹模相同 厚度一般是 5 12mm 材料選用 45 鋼 熱處 理硬度 43 45HRC 5 10 5 螺釘和銷釘 沖壓模具中常用的內六角圓柱頭螺釘固定模具零件 利用圓柱銷釘對模具 零件進行定位 他們都是標準件 設計時按標準選用 通常同一副模具中螺釘 銷釘?shù)闹睆较嗤?規(guī)格大小可依據(jù)凹模厚度確定 6 設備的選擇 沖裁設備是完成沖裁加工的三要素之一 設備選擇得合適與否將直接影響 模具的使用 重載所使用設備通常為曲柄壓力機 設備選擇的依據(jù)是沖裁工藝 力的大小和模具結構 6 1 設備選擇 采用彈性卸料裝置和上出料方式 總的沖裁工藝力為 KNF4 18395 826130 頂卸總 選擇 壓力機 主要參數(shù)如下 23 JB 公稱壓力 200KN 最大閉合高度 180mm 閉合高度調節(jié)量 45mm 工作臺尺 寸 工作孔尺寸 模柄孔尺寸 m50 m1402 m40 6 2 設備驗收 由標記為 滑動導向下模座 中間導柱 401256 208 5 TGB 可知 下模座平面的最大外形尺寸為 2 長度方向單邊小宇壓m9 力機工作臺面尺寸 下模座的平面尺寸單邊大于壓力 m1032 94 50 工作臺孔尺寸 因此滿足模具安裝要求 72 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 19 模具的閉合高度為 小于壓力機 mmm175 0848126104 的最大閉合高度 因此所選設備合適 7 制定模具零件加工工藝過程 凹模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 備料 將毛坯鍛成 m4016250 2 熱處理 退火 3 銑 銑六面 厚度留單邊磨量 3 2銑床 4 平磨 磨厚度上限尺寸 磨側基面保證互相垂直 平面磨床 5 鉗工 劃各型孔 銷孔位置線 劃漏料孔輪廓線 6 銑 漏料孔達要求 銑床 7 鉗工 鉆 底孔 在各型孔處鉆穿攻絲104M 102 鉆床 8 熱處理 淬火 回火 保證硬度 HRC62 58 9 平磨 磨厚度及側基面見光 平面磨床 10 線切割 按圖切割各型孔 留 單邊研磨m01 線切割 11 鉗工 研光各型孔達到要求 12 檢驗 沖孔凸模加工工藝過程 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 20 工序號 工序名稱 工序名稱 設備 1 備料 備料 m7015 2 熱處理 退火 3 車外面 車外面配合尺寸 車床 4 車工作尺寸 車工作尺寸達要求 車床 5 倒角 倒角達要求 車床 6 鉗工 拋光達表面要求 7 熱處理 淬火 回火保證 HRC62 58 8 鉗工 磨平上下表面達要求 9 檢驗 卸料板加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 備料 將毛坯鍛成 m186019 2 熱處理 退火 3 銑 銑六面 厚度留單邊磨量 3 2銑床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸 磨側基面保證相互垂 直 平面磨床 5 鉗工 劃各型孔 銷孔位置劃漏孔輪廓線 6 線切割 按圖切割各型孔 保證雙面間隙 m5 0線切割機床 7 鉗工 鉆攻 鉆沉孔12M 鉆床 8 平磨 磨厚度及幾面見光 平面磨床 9 鉗工 研光各型孔達到要求 10 檢驗 凸模固定板的加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 備料 將毛坯鍛成 m30165230 2 熱處理 退火 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 21 3 銑 銑六面 厚度留單邊磨量 m3 0 2銑床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸 磨側基面保證互相垂直 平面磨床 5 鉗工 劃各型孔 螺孔 銷孔位置漏孔輪廓線 67 線切割 按圖切割各型孔 保證配合尺寸 線切割機床 7 鉗工 鉆鉸 鉆攻 鉆沉孔5 107 104M 鉆床 8 鉗工 鉚接處倒角 9 平磨 磨厚度及基面見光 平面磨床 10 鉗工 研光各型孔達要求 11 檢驗 上模座加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內容 設備 1 備料 取標準上模座 2 熱處理 退火 3 平磨 平磨上下平面達要求 平面磨床 4 鉗工 劃螺孔 銷孔位置劃模柄孔輪廓線 5 線切割 按圖切割各型孔 保證配合尺寸 線切割機床 6 鉗工 鉆鉸各種孔達要求 鉆床 7 鉗工 研光各型孔達要求 8 檢驗 下模座同上面一樣的步驟 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 22 8 總裝圖 圖 8 1 總裝圖 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 23 圖 8 2 三維圖 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 24 結束語 通過沖壓模具設計 對沖壓模具更加理解 對沖壓模具設計理念 有一個完整的新的認識 讓我學習不同于課堂的新事物 提高自己的 能力 雖然我設計模具可能會有一些缺陷 但通過這次設計 讓我學習 實踐知識 在未來我將繼續(xù)努力工作 設計更優(yōu)秀的模具 在掌握專業(yè)知識的同時 這種設計讓我鞏固軟件知識 知識映射 我感覺豐收 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 25 參考文獻 1 陳于萍 公差配合與技術測量 北京 機械工業(yè)出版社 2006 2 劉少年 機械制圖 北京 機械工業(yè)出版社 2008 3 胡大超 機械制造基礎 北京 高等教育出版社 2009 4 趙先仲 金屬材料與熱處理 北京 機械工業(yè)出版社 2006 5 李華 機械制造技術 北京 高等教育出版社 2006 6 柯旭華 張清 沖壓工藝與模具設計 北京 機械工業(yè)出版社 2006 7 王衛(wèi)衛(wèi) 材料成型設備 北京 機械工業(yè)出版社 2008 8 王新華 沖模設計與制造使用計算手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2008 江西農業(yè)大學工學院 CC1026S 側板沖孔切頭模設計 26 致謝 通過這次畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)一個人的力量遠遠不夠 缺乏知識 真正提高自己的 能力 更多的知識來豐富自己 同時更缺少不了同學的幫助和老師的指導 做畢 業(yè)設計的過程中 遇到了很多自己的經驗和知識不能解決這個問題 一些問題通 過他們搜索信息 讀書是解決 但也有一些問題在書中甚至互聯(lián)網是很難找到 但在同學的幫助下都容易解決 但對他的幫助是偉大的教師 他刻意堅持每周周 二必須檢查一遍 檢查我們的錯誤 一定要改變 而且還教我們小心 指出我們的 錯誤和如何糾正錯誤 在這里我告訴同學幫助我深深的謝意 我的指導老師 曾一凡老師再次表 示衷心的感謝 并祝老師身體健康 萬事如意